Verbrennung beschreibt einen chemischen Prozess, bei dem eine schnelle Oxidation Wärme erzeugt. Im Alltag ist es der Prozess, der an einem kalten Abend Wärme erzeugt, wenn Sie ein Feuer im Kamin entzünden. Die Verbrennung erfordert das Auftreten von drei Dingen: eine anfängliche Zündquelle, wie beispielsweise ein Streichholz; Brennstoff, wie Brennholz; und ein Oxidationsmittel, auch bekannt als Sauerstoff. Bei der Verbrennung entstehen eine Reihe von Produkten: bei der organischen Verbrennung Kohlendioxid, Wasser und Energie.
Verbrennungsprozess
Bei der Verbrennung werden chemische Bindungen aufgebrochen und neue Bindungen entstehen. Zum Aufbrechen der Molekülbindungen wird Energie benötigt: die endothermisch Teil des Prozesses. Wenn sich unterdessen neue Bindungen bilden, wird Energie frei: die exotherm Teil des Prozesses. Wenn der Gesamtprozess mehr Energie produziert als er verbraucht, ist die Summe des Prozesses exotherm und erzeugt Energie in Form von Wärme oder Wärme und Licht. Wenn ein Material eine exotherme Reaktion hervorruft, wird es als brennbar bezeichnet.
Der Funke
Wie bereits erwähnt, erfordert jeder Verbrennungsprozess einen anfänglichen Energiezufluss, um die ersten Bindungen aufzubrechen. Eine Zündquelle, wie ein Funke oder eine Flamme, liefert diese Energie. Sobald der Verbrennungsprozess beginnt, Energie zu produzieren (exotherm), wird der Verbrennungsprozess fortgesetzt, bis entweder der Brennstoff oder das Oxidationsmittel vollständig verbraucht ist. Mit anderen Worten, ein exothermer Prozess ist selbsterhaltend, wenn er einmal eingeleitet wurde.
Die Reaktanten
Der erste erforderliche Reaktionspartner bei der Verbrennung ist ein Brennstoff. Viele dieser Brennstoffe, die als Brennstoffe bezeichnet werden, sind organisch. Organische Materialien enthalten Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff. Jedoch sind auch einige anorganische Materialien wie Magnesium brennbar. Der zweite erforderliche Reaktionspartner bei der Verbrennung ist ein Oxidationsmittel. Sauerstoff ist das universelle Oxidationsmittel und wird für alle Verbrennungen benötigt. Ohne diese beiden Reaktanten findet keine Verbrennung statt. Entfernen Sie den Brennstoff aus einem Feuer und es erlischt. Entfernen Sie ebenfalls das Oxidationsmittel – indem Sie die Flammen ersticken – und das Feuer erlischt ebenfalls. Dies ist der Zweck von Feuerlöschern.
Die Produkte
Bei der Verbrennung organischer Materialien entstehen eine Reihe von Produkten. Das erste Produkt der organischen Verbrennung ist Kohlendioxid. Das zweite Produkt der organischen Verbrennung ist Wasser, das typischerweise als Wasserdampf freigesetzt wird. Das dritte Produkt der organischen Verbrennung ist Energie, die als Wärme oder Wärme und Licht freigesetzt wird. Da in den meisten Kraftstoffen andere Moleküle enthalten sind, ist der Verbrennungsprozess nicht ganz sauber. Dies bedeutet, dass kleine Mengen anderer Materialien produziert werden, von denen viele potenziell schädlich sind. Bei der anorganischen Verbrennung entstehen weder Kohlendioxid noch Wasser. Wenn beispielsweise Magnesium (Brennstoff) mit Sauerstoff (Oxidationsmittel) reagiert, ist das Ergebnis des Verbrennungsprozesses Magnesiumoxid und Wärme. Die einzige Konstante bei der Verbrennung, unabhängig vom Brennstoff, ist die Freisetzung von Energie in Form von Wärme oder Wärme und Licht.
